基于生理学效应与负荷量化视角的运动训练监控中训练应激研究

王琦 吴双

(山东大学体育学院 山东济南 250061)

早在20 世纪，科学家已利用加速度计、GPS、惯性传感器等设备或技术监控运动员训练。当前，运动训练监控成为运动员全面备战赛事的重要组成部分。对运动员的训练监控进行了解，有助于改善他们的运动表现。理解运动员训练监控的根本是训练应激的生理学效应，这有利于训练监控者为运动员制订最优化训练计划。在该过程中，必然需要通过负荷测量工具来量化训练应激。该文通过文献资料等研究方法，从生理学效应与负荷量化视角出发，对运动训练监控中训练应激进行研究，以期为从业者充分理解运动员训练监控，提高运动员和健身爱好者运动表现提供参考，并助力我国奥运健儿全面备战2024 年法国巴黎奥运会。

1 训练应激的生理学效应视角：理解训练监控的根本

掌握训练应激的生理学效应，可以帮助从业者确定和测量训练量，改善训练方案。训练应激的生理学反应模型包括一般适应综合征模型、健康—疲劳模型和刺激—疲劳—恢复—适应模型（见图1），应用该类模型以及理解疲劳连续体，有助于监控和掌握疲劳，以确保训练方案可随时调整。训练过度和过度训练处于两个不同的阶段，但存在于一个连续统一体中，过度训练综合征是该连续体的最后一个阶段，掌握它们的特点有助于训练监控者避免运动员机体活动能力下降。为避免训练过度或过度训练的负面影响，可在监控运动训练中使用生化、血液和免疫学指标。实际上，目前仍没有任何一个监控工具能完全判断运动员是否进入过度训练阶段，需要通过多学科、多途径、多因素来监控运动员，以获得完整的信息。

图1 训练应激的生理学反应模型

1.1 训练应激的生理学反应模型

1.1.1 一般适应综合征模型

一般适应综合征模型奠定了应激研究的基础，由加拿大生理学家Selye于1950年开创，并将训练应激的过程分为警觉期、抵抗期、超量恢复期、过度训练期4个阶段。训练开始时，运动员会对刺激进行起始应答，即进入警觉期，此阶段运动表现保持平衡或出现下降的现象；当训练量进行到一定程度时，运动员可能会出现生理适应性，此阶段运动表现将会相对提高，为抵抗期；训练结束后的恢复阶段为适应的新水平阶段，此时的运动表现仍会改善；但若恢复不充分，或者持续进行训练刺激，则运动员可能会进入过度训练阶段，此阶段会影响运动员的运动表现，不利于运动员训练效果的改善。若前3 个阶段训练刺激过大，则运动员可能过早出现过度疲劳，运动表现下降，甚至丧失训练效果，即过早进入第四阶段。需要注意的是该模型不是线性应答，会在训练周期内波动。因此，训练监控者需要掌握负荷过量和负荷不足之间的微妙平衡。

1.1.2 健康—疲劳模型

疲劳分为外周性疲劳和中枢性疲劳，并可通过多种方法进行量化。然而，过分关注疲劳而尽最大可能减少疲劳发生的观点是完全错误的。疲劳的存在是连续、统一的。健康—疲劳模型解释了运动员训练应激获得的健康、疲劳和适应之间的关系。根据健康—疲劳模型，当运动员受到生理刺激时，疲劳增加，健康和适应力也在训练过程中增强。随着训练时间的推进，疲劳、健康和适应力增加的程度不同，运动员的运动表现会出现先下降后上升，最后趋于稳定的趋势。在这种模式下，疲劳和健康，都会对运动员的适应产生影响。该模型中，健康效应主要是神经源性的，而疲劳效应包括神经源性和代谢源性。在现实中，多种健康和疲劳的影响可能存在于训练的反应中，它们是相互依赖的，并产生累积效应。很明显，平衡不同个体训练应激获得的健康的能力，同时促进疲劳的衰减，对于调整适应训练计划的反应是至关重要的。

1.1.3 刺激—疲劳—恢复—适应模型

刺激—疲劳—恢复—适应模型包括应激、疲劳、恢复、超量恢复和还原5 个阶段。运动员对训练压力源的最初反应是疲劳的积累，训练刺激会导致疲劳的产生，并会进一步导致适应和运动表现的降低。疲劳的累积程度与训练量以及持续时间紧密相关。但只要给一定的恢复期，则会使得用动员的稳态得到恢复，机体活动能力上升，并在一定时间后达到峰值，即到达超量恢复阶段。但恢复和适应期结束后，若未实施新的训练刺激，运动员的活动能力可能会持续下降到最初状态。值得注意的是，刺激的大小在恢复—适应部分的时间方面起着决定作用。如果训练负荷减少，疲劳积累会减少，恢复—适应过程会以更快的速度发生。这种现象通常被称为延迟训练效应，在这种效应中，负荷的大小和持续时间决定了恢复和适应所需的时间。

1.2 训练过度和过度训练的区分

过度训练是指运动员由于疲劳的连续积累而导致机体出现功能紊乱或病理状态，其特点是极度疲劳或运动表现低下持续6个月以上。其与训练过度的区别在于，训练过度后机体出现病理状态的持续时间或恢复正常机能状态的时间仅为几周。训练过度和过度训练存在于一个连续过程中。研究显示，训练过度和过度训练在运动员群体中比较普遍。作为训练过度的一种类型，功能性训练过度可以增加运动员的运动表现，可以提升运动员的体能。因此，为增加运动表现，可使用功能性训练过度策略进行训练，具体方法包括递减式训练、停训和减量训练，该策略通常对高水平运动员有效。此外，非功能性训练过度表现为激素紊乱、活动能力下降，是过度训练的前兆。非功能性训练过度训练最终的结果是运动表现能力下降。

目前，非功能性训练过度的发生过程仍不完全清楚，结合训练过度的工具以及对负荷的精准测量是判断的重要手段。有学者对橄榄球运动员训练过度的特异性指标进行了研究，结果发现谷氨酸是唯一可以用于区分功能性训练过度和非功能性训练过度的生化指标，且该研究还发现高训练负荷会引起非功能性训练过度。这说明对训练负荷的精确测量是非常重要的。以激素—测试为例，可间接测量下丘脑—垂体—肾上腺素的反应度来研究功能性训练过度、非功能性训练过度和训练过度。不同于训练过度，过度训练是多因素共同作用的，训练过度和过度训练是有本质区别的。不仅要关注运动员的运动表现下降，还要考虑激素紊乱等医学原因和个体差异。

1.3 生化、血液和免疫学指标与多因素避免过度训练的途径

为避免过度训练，需要在监控运动训练过程中监控睾酮、铁蛋白等生化指标，红细胞计数、红细胞比容等血液指标，白细胞计数和淀粉酶等免疫学指标，这也是区分过度训练和训练过度的重要方法。对该指标测试的方法主要包括以下几种。（1）活动能力测试、心率测试。对运动员（如足球运动员）进行间歇性折返跑、佐拉兹测试或两次最大运动测试，可以判定机体是否出现机体活动能力下降的现象，以确定大强度运动后恢复是否充分。（2）心率测试。通过对安静心率、心率变异性、最大心率等测试可能会反映急性疲劳，但面对慢性疲劳时这些指标的能力显得非常有限，需要和其他相关指标进行结合。（3）认知功能测试。认知功能测试，包括心理活动测试等评估注意力或反应时的测试，不仅能够区分非功能性训练过度和过度训练，更有简便且价格低廉的特点。（4）单调性测试。单调性指一个周期内训练负荷的变化较少，这可能会使运动员出现过度训练综合征的可能性大幅度提升，对单调性的测试可以预测训练压力，同时为从业者预测运动员训练过度和过度训练提供参考。（5）免疫功能测试。研究证明，运动员过度训练可能会导致他们的免疫功能下降，并使得上呼吸道疾病发生的概率增加，因此可以将免疫功能的测试作为避免过度训练的重要方法之一。（6）睡眠。监控睡眠对预防运动员过度训练极其重要，被认为是运动员机能恢复的重要因素，监控睡眠可通过腕动仪活动检查几率法或简单的问卷调查方法。（7）健康状态检测。进行健康状态检测也是探测运动员过度训练的重要方法。使用心理学和健康状态问卷并在训练日志中罗列症状清单，监控影响健康的环境因素以及赛季或正在发生的赛事可能对运动员产生的影响，是健康状态检测的重要途径。

多样化的监控手段可以帮助运动员减少过度训练综合征，指导他们恢复运动巅峰状态。然而，目前没有一个监控工具可以做到这点，因此需要运动大量手段，结合多学科的方式，通过多因素途径判断运动员是否容易出现过度训练，以预防运动员出现过度训练综合征。例如，经常和运动员交流，优化睡眠和休息策略，确保充分的营养补充，记录心理状态等方式。

2 训练应激的负荷量化视角：提高运动表现的途径

通过各种主观或客观测量工具量化运动员的训练应激水平，是使运动员更好适应运动训练计划，提高运动表现的重要途径。量化训练应激水平可通过量化训练负荷的方式。训练负荷包括内部负荷和外部负荷，内部负荷主要是运动员训练中的生理应激，外部负荷与运动员训练过程中所举的重量、冲刺次数、运动距离等有关。在量化训练应激的过程中，不仅考虑外部负荷的量化，还要考虑内部负荷的量化及不同的人对负荷产生的反应。有氧耐力团队及团队运动中通常借助可穿戴技术设备，通过测量外部负荷的方式，量化训练应激，监控运动员疲劳及恢复情况。

2.1 外部负荷的量化

可以通过时间—运动分析、抗阻训练等一系列技术方法，如可穿戴技术（简易计步器、简易加速度计、功率计等）可以对运动员进行时间—运动分析。如今，全球定位系统（GPS）应用广泛，不仅能给出距离和速度数据，还能描述碰撞运动等更多细节数据。以惯性传感器技术为例，可将其装配到其他设备上，以向监控人员及时反馈时间和运动数据。GPS 系统具有小而轻便，易穿戴等优点，但使用时仍要注意其测量范围、电池寿命等关键问题。此外，GPS 设备的可靠性与运动速度成反比，且所用的软件或数据系统不同，以及用加速度计测量碰撞运动，也会影响其可靠性和有效性。目前，GPS和加速度计主要应用于监控训练负荷，预防运动损伤以及帮助监控人员探讨运动员的比赛表现及健康状况。此外，训练监控中常用功率计设备，因其可以持续记录功率输出及速度、节律、平均功率等变量，并可以推算出训练应激得分和训练强度，对于了解比赛策略的有效性及运动员的适应情况很有价值。抗阻训练中外部负荷的大小可以通过线性位移传感器、加速度计等设备测量。在训练日志中，记录每天的训练次数、组数以及重复次数，且要一直使用同一种方法进行记录，以计算负荷量和训练强度。负荷量（Ib 或kg）的计算公式为：负荷量=组数×每组重复次数×每次举起的重量（Ib或kg）；训练强度的计算公式为：训练强度=负荷总量（Ib或kg）/总重复次数。

2.2 内部负荷的量化

2.2.1 主观体力感觉等级（RPE）

主观用力程度属于内部负荷，可以用于确定运动强度。为对其进行测量，Gunnar Borg设计了RPE量表，用于评估个体主观努力感觉程度。为更好地测量RPE，近年来更多经过修改的RPE 量表也得到了广泛应用，包括Borg6-20量表、分类比值RPE 等级表、分值从01-100的CR-RPE等。然而，在评估内部负荷时，必须与运动员运动过程中的应激相匹配。

然而，仅仅使用RPE 量表来监控运动员是不理想的，运动监控者将RPE和其他测量方法结合起来，开发了Session-RPE 量表。该量表能够获得运动员对训练的总体评分，并通过公式：训练负荷（以任意单位或劳力时间）=训练持续时间（min）×Session-RPE 分值，计算训练负荷，且该过程包括热身和放松部分。研究证明，Sessio-RPE 与心率区间得分也具有相关性。训练监控者应严格按照条目标准使运动员很好地熟悉量表。事实上，Session在跨模式训练中也存在一些限制，在指导训练计划方面的应用价值值得进一步研究。除此之外，研究人员还开发出RPE 图像表征（如OMNI RPE 量表），包括言语描述和特定的运动模式图片，且已被证实可以提高测量工具的可靠性。

2.2.2 心率、乳酸及训练冲量

运动监控中常用测量心率的方法监控运动强度。目前，很多心率设备如标准心率监控设备用于监控心率。心率的恢复和心率变异性常用于基于心率的监控方法。研究证实，使用胸带的心率表更准确和有效。静息心率是评估训练状态的常用方法，但存在一定的局限性。乳酸是反应内部负荷的最为普遍的生理指标之一，可以通过便携式系统或指尖血样本来测量。为准确实现监控以制定运动处方，要在运动员的训练期间定期采集其血样。然而，多因素会使乳酸浓度在个体间和个体内出现较大差异。近年来，为提高测量乳酸的有效性，研究人员开发出了不需要采集血液样本的系统以及使用近红外光谱技术。所有这些都具有便携和非侵入特点，适用于训练监控。

训练冲量（TRIMP）指在运动期间施加给运动员的总训练负荷。训练冲量的量化可以通过心率监控来完成，是一种将训练所有方面集成为一个值的基于系统模型的方法，使用该模型时，必须拥有运动员的静息心率和最大心率的信息。然而，基于心率的方法具有一定的局限性，包括不易于监控多个运动员，监控抗阻训练和间歇训练不理想，对监控人员的技术要求较高等，但该方法对监控有氧耐力活动中的训练负荷具有重要价值，同时支持监控运动员结合多种方法，考虑多种因素。

2.2.3 健康评估

除了主观体力感觉等级、心率、乳酸和训练冲量外，对情绪状态、训练困境、肌肉酸痛等的测量也是量化内部负荷的重要方式。目前，对情绪状态的测量大多是使用心境状态量表、Brunel 心境量表等。鉴于多种因素会影响测量结果，仅仅依靠一份问卷来确定运动员的情绪是不够的。训练困境量表可用于评估训练中的困难情况，并包括情绪障碍、应激及行为的分量表，能够评估睡眠障碍、食欲不振等不适症状。延迟性肌肉酸痛是大运动量24～48h 后才发生的可预期的反应，其原因在于炎症反应。视觉模拟量表可对其进行测量，评价结果较为客观，亦可使用专门设计的压力探头来测量疼痛。收集了可以感知肌肉酸痛、应激、睡眠评分等的健康清单对监控运动员具有良好的效果，该清单可以根据需要进行修改，也可以根据自行需要进行设计。运动员的日常应激水平可用运动员的生活需求每日分析（DALDA）评估，记录运动员的心理健康水平，该问卷可以安排在整个训练期间内进行（包括热身和放松）。运动员的主观应激水平和恢复情况可以使用运动员恢复期应激调查问卷（RESTQ-Sport）进行测量与调查，这也是目前应用最广的监控运动员的问卷之一。总体恢复质量量表、感知恢复状态量表可对运动员训练后的恢复情况进行监控。

调查问卷和训练日志通常被用来量化训练，但存在一定的主观性，需要评估其有效性。监控者需要告知教练员或运动员，要真实、准确回答问卷上的问题。为避免问卷疲劳，不应让运动员每天都回答相同的问题。此外，要及时分析问卷并反馈给运动员和教练员。可以通过智能手机或平板电脑等一些技术手段，来帮助实施问卷，也可使用应用程序并结合社交媒体的方法增加运动员的依从性。量表的分析一般使用Likert量表，也可用红色标记表示运动表现出现显著的变化等。一旦发现监控数据的异常，监控人员应知道要采取什么样的措施。

3 结语

大量模型（如GAS模型、健康—疲劳模型和刺激—疲劳—恢复—适应模型）对理解运动员在训练中的急性反应非常重要。当前，应适度调整与应激相关的内环境稳态，因为训练诱导急性生理应激具有多因素特性。疲劳连续概括了疲劳从功能性训练到非功能性训练，再到过度训练这一以活动能力下降为主要特征的过程。因此，为制订适宜的训练调整方案，避免运动员出现过度训练综合征，应尽早探测非功能性训练过度。此外，当前没有任何一个指标可以探测这一过程，需要运用多种检测手段构建运动员疲劳水平的全貌。在训练监控过程中，监控者还需要考虑内部负荷和外部负荷的监控与测量，以准确量化训练应激。外部负荷可以使用加速度计、GPS等设备来测量，内部负荷的测量可以通过测量心率等来实现。主观健康问卷（如情绪障碍量表、总体恢复质量量表）对量化内部负荷也有重要作用。为量化训练与比赛的生理应激，监控人员应该采用内外结合监控训练负荷的方法，并需要考虑如何分析、解释和使用这些信息，以优化运动员的训练监控。这对运动员更好地适应训练监控者制订的训练计划，以及助力我国奥运健儿全面备战2024 年法国巴黎奥运会具有重要意义。